Strusky a železo z experimentální tavby železa realizované na hradě Buchlově (jv. Chřiby) v roce 2018

Abstract

During experimental smelting of iron in a replica of historical shaft furnace, which was held at the Buchlov Castle in 2018, charcoal and Mn-enriched pelosiderite-limonite iron ore from the locality Strážovice near Kyjov were used. The obtained furnace slag is practically completely formed by glass phase; only rare small domains also contain olivine. The glass phase is compositionally heterogeneous and contains 0.7 - 10.7 wt. % MnO, whereas olivine corresponds to fayalite with elevated contents of tephroite (ca. 12 mol. %), forsterite (ca. 4 mol. %) and dicalciumsilicate (1 mol. %) components. The produced metallic iron is also compositionally heterogeneous, rich in phosphorus and in places it contains small spherical inclusions of pyrrhotite. The phase composition of slag differs significantly from those of typical iron slags. The reason can be seen either in anomalous chemical composition of used ore (the elevated contents of Mn could potentially act as an inhibitor of crystallization), or in too high temperatures during smelting (the phase relations in metallic iron suggest temperatures exceeding 1500 °C) in combination with rapid cooling of the furnace content after finishing of smelting. Both phase composition of slag as well as chemical composition of individual slag phases and metallic iron are significantly different from those of local historical artefacts from the period of usage of technology of direct production of iron. These findings do not support the idea that local pelosiderite iron ores were used for production of iron already during this early period.

Strusky z redukční tavby pelosideritové železné rudy realizované na hradě Buchlově (jv. Chřiby) v roce 2019: extrémní variabilita fázového složení a chemismu jednotlivých fází

“…Ve všech případech jde o pyroxeny s vysokým obsahem vápníku (při přepo-Obr. 6 Variace v chemickém složení olivínu a pyroxenu ze strusek z buchlovské tavby 2019 v porovnání se složením těchto fází z historických železářských strusek Uherskohradišťska (Křivánek 2009(Křivánek , 2015 a ze strusek z buchlovské tavby v r. 2018, při níž byla použita limonitová ruda vzniklá zvětráváním pelosideritů (Dolníček et al 2020 (Křivánek 2009(Křivánek , 2015 a ze strusek z buchlovské tavby v r. 2018, při níž byla použita limonitová ruda vzniklá zvětráváním pelosideritů (Dolníček et al 2020). a -projekce chemického složení olivínů v diagramu fayalit-tefroit-dikalciumsilikát.…”

“…Je zajímavé, že stejně se nechovala také síra, doložená v pelosideritech ve formě pyritu (Dolníček et al 2019), která je rovněž obvykle vysoce mobilní v podmínkách supergeneze. Sklovina ze strusek z limonitů však obsahuje srovnatelné množství síry jako strusky z čerstvých pelosideritů; v kovovém železe vyredukovaném z limonitů byly navíc zjištěny i inkluze pyrhotinu (Dolníček et al 2020). Konzervativní chování síry během supergeneze by bylo možno vysvětlit buď sorpčními schopnostmi oxyhydroxidů železa (např.…”

“…Námi studované strusky jsou tvořeny převážně sklem, stejně jako v případě strusek vzniklých při předchozí tavbě chřibských limonitů vzniklých větráním pelosideritů (Dolníček et al 2020). Naproti tomu typické železářské strusky mají hemikrystalickou či krystalickou strukturu a jejich hlavními složkami jsou fayalit a wüstit, kdežto sklo, pokud je vůbec přítomno, bývá jen vedlejší komponentou (Bachman 1982;Pleiner 2000;Zmeškalová 2010;Svoboda 2014;Křivánek 2015).…”

“…Naproti tomu typické železářské strusky mají hemikrystalickou či krystalickou strukturu a jejich hlavními složkami jsou fayalit a wüstit, kdežto sklo, pokud je vůbec přítomno, bývá jen vedlejší komponentou (Bachman 1982;Pleiner 2000;Zmeškalová 2010;Svoboda 2014;Křivánek 2015). Možné příčiny skutečnosti, proč strusková tavenina nevykrystalizovala, podrobně diskutovali již Dolníček et al (2020). V našem případě se lze s jejich závěry, vzhledem ke značné podobnosti klíčových hodnotících parametrů, v zásadě ztotožnit.…”

“…1; srov. též Dolníček et al 2020). Na to ukazuje i relativně častá přítomnost neroztavených reliktů křemene ve studovaných struskách a přítomnost jen velmi malého množství wüstitu.…”